Beim beispielhaften Planetengetriebe soll Öl aus einem Ölsumpf in einem Ölbehälter gefördert werden. Die Funktionsweise der Auffang-Rippen oberhalb der Planeten wurden bewertet und optimiert. Das Projekt war aus Kundensicht ein voller Erfolg.
Foto: Merkle

Antriebs- und Steuerungstechnik

Wie kann man die Wertschöpfung im Prototyping erhöhen?

Für komplexe Geometrien und Mehrkörpersimulationen, wie die Getriebeölung, bietet Merkle & Partner eine ebenso berechenbare Simulationsmethode.

Getriebeölsimulationen sind ungemein komplex, da Strömung mit Struktur, Öl mit Luft aber auch die Bewegung unterschiedlicher Zahnräder und Lager im Rahmen einer Simulation berechnet werden müssen. Zur Berechnung dieser komplexen Vorgänge sind unterschiedliche Softwareprogramme im Einsatz und es werden hohe Rechenleistungen mit entsprechender Berechnungsdauer abgerufen. Unter dem Namen „Merkle & Partner Öl-Sim“ bietet Merkle & Partner diese komplexen Simulationen nicht nur realitätstreu, sondern auch in absehbaren Berechnungszeiten – innerhalb weniger Tage.

Konzept für Getriebeölsimulationen

Das Konzept für diese fundierten Simulationen liegt in einer klar umrissenen Methodik, fundiertem Expertenwissen zur zielführenden Definition der Rahmenbedingungen und eingesetzter Softwares. Zusätzlich kommt ein Rechennetzwerk von 7 Clustern mit über 200 Prozessoren zum Einsatz. „Die Simulationsmethode wurde sukzessive mit mehreren OEMs und Erstzulieferern weiter entwickelt und schließlich in einem speziellen Simulationsbaukasten überführt. Der erfolgreiche Einsatz in zahlreichen Projekten innerhalb der letzten fünf Jahre bestätigt den Erfolg der Methode. Zahlreiche finale Real-Tests haben die in den Simulationen errechneten Ergebnisse bestätigt“, so Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner.

Foto: Merkle
Dreidimensionale Ölverteilung bei einem 8-Gang-Doppelkupplungs-Getriebe.

Merkle & Partner Öl-Sim

Globale Strömungseffekte wie Funktionalität von Ölbehältern, Ölbohrungen und Leitelementen in der Gehäusewand, lassen sich somit schnell und effektiv berechnen und visualisieren. Auch fotorealistische Darstellungen und effektive Postprozessing-Möglichkeiten ergänzen die Methode.

„Mit unserer ‚Merkle & Partner Öl-Sim‘ bieten wir ein Verfahren mit enormem Zeitvorteil gegenüber herkömmlichen CFD-Verfahren. Einer der entscheidenden Vorteile liegt in der Erweiterung unseres M&P Öl-Sim Simulationsbaukastens durch die Simulationssoftware Preonlab. Hierdurch konnte ein Evolutionssprung gegenüber herkömmlicher CFD-Verfahren erzielt werden. Damit nutzen wir ein gitterloses Berechnungsverfahren, wodurch die Geometrievorbereitung und Vernetzung erheblich beschleunigt werden kann“, ergänzt Stefan Merkle. Ziel der „Merkle & Parter Öl-Sim“ ist es, Konstruktion und Testing auch in diesem komplexen Bereich maßgeblich zu unterstützen. Die Geometrie der zu berechnenden Teile wird direkt aus den CAD-Daten übernommen und für die Simulation verwendet. Daher eignet sich die Simulation besonders für die frühe Phase in der Entwicklung.

Über Merkle & Partner GbR

Das Ingenieurbüro Merkle & Partner in Heidenheim wurde 1989 vom Luft- und Raumfahrtingenieur Stefan Merkle gegründet und zählt zu den ersten Dienstleistern ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen und Simulationen in Deutschland. Am Hauptsitz Heidenheim und den Niederlassungen Hamburg und Homburg/Saar bearbeiten die 50 Mitarbeiter jedes Jahr rund 500 Kundenprojekte aus den Kerngebieten Strukturanalyse, Strömungssimulation und virtuelle Produktentwicklung. Zum Kundenkreis zählen namhafte Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilindustrie und dem Schiffbau.

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